Minimal model of point contact Andreev reflection spectroscopy of multiband superconductors
本文建立了正常金属/多带超导体界面点接触Andreev反射光谱的极小模型.该理论将Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)公式推广到多带超导体,并以量子波导理论为基础。所提出的方法允许的Andreev和正常的反射系数的分析评估,因此是适合于点接触实验的数据拟合。得到的微分电导曲线呈现出独特的功能类似于在实验中测得的多波段系统,如铁基磷属元素和MgB 2。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Andreev reflection in a two-orbital model of iron-pnictide superconductors
最近发展的一个理论,正常金属(N)和多频带超导体(MBS)之间的Andreev反射问题假设,从正常金属的入射波是相干传输通过超导体内部的几个频带。这种将概率振幅分成几个通道的做法类似于量子波导。因此,适当的匹配条件的波函数在N/MBS界面的量子波导理论的扩展。在超导体内部,透射波之间的干涉效应在电导中表现出来。在最近提出的有效双带模型和最近提出的两种带隙对称性的框架下,我们给出了FeAs超导体的结果:($Δ\cos(k_x)\cos(k_y)$)情形下的共振透射,以及产生电导零点的相消干涉效应;在扩展s波($Δ[\cos(k_x)+\cos(k_y)]$)情况下,没有发现有限能量的ABS。
2009-09-15 cond-mat.supr-con
Possibility of chiral $d$-wave state in the hexagonal pnictide superconductor SrPtAs
我们讨论了六角磷属元素化物超导体SrPtAs中的配对类型,考虑到它的多带结构。从μ子自旋弛豫实验观察到的自发磁化强度,我们预测了具有时间反转对称性破缺的拓扑手征$d$波态。本文指出,最近关于核-自旋-晶格弛豫速率$T_1^{-1}$和超流密度$n_s(T)$的实验报道,表面上支持传统的$s$波配对,但实际上也与手征$d$波态相一致。带隙和多带结构的兼容性在这一论点中至关重要。
2019-04-15 cond-mat.supr-con
Andreev bound states in iron pnictide superconductors
最近,铁磷族化合物的Andreev束缚态被提出作为探测$s_\pm$ -波配对中相对负号的实验探针。虽然以前的理论研究证明了这种方法的可行性,但在中间带隙区域的局部态密度很小,使得在实验中很难检测到。我们重新审视这个重要的问题,从Bogoliubov-德Gennes哈密顿的正方形晶格适当的边界条件。显着的光谱权重在midgap制度被发现,导致在实验中容易检测的Andreev束缚态。动量分辨局域态密度出现峰值,并导致特定动量处准粒子干扰增强。我们分析了这些魔点的位置,并提出它们可以在实验中通过傅立叶变换扫描隧道光谱进行验证。
2009-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Fluctuation Dynamics and Multiband Superconductivity in Iron Pnictides
多带超导性,涉及不同频带之间的共振对散射,已成为最近发现的铁磷属元素的一些主要特征的可能解释。这种带间配对机制的一个关键特征是,它可以产生或增强超导配对,而不管它是吸引的还是排斥的。后一种情况通常导致超导能隙在费米表面的不同部分之间切换其符号。在铁磷属元素化物中,自然的情况是空穴和电子费米面之间的间隙改变符号。然而,这种扩展的s波态的宏观对称性仍然属于一般的s波范畴,这就提出了如何将其与普通的s波区分开来的问题。在这样的探索中,必须使用具有动量空间分辨率并且可以探测M阶动量的实验技术,M阶动量是在布里渊区中分离空穴和电子费米表面的波矢量。在这里,我们研究的自旋涨落动力学的完全带隙的s-和s '-波超导态,以及那些节的d-和p-波的实验签名。初始近巢自旋密度波(SDW)的自旋涨落与超导态的Bogoliubov-deGennes准粒子之间的耦合导致了前者的Landau型阻尼。超导能隙的固有结构以这种阻尼的形式留下了独特的特征,使其能够用于诊断中子散射和其他对动量空间中的自旋波动敏感的实验中铁基超导性的性质。我们还讨论了超导电性与SDW序的共存。
2008-09-01 cond-mat.supr-con
Evolution of the multiband RKKY interaction: Application to iron pnictides and chalcogenides
采用简化的四带费米面模型计算了铁磷属化物和硫属化物金属中的间接RKKY相互作用。我们研究了特定的多波段特征,并表明RKKY振荡出现了不同的长度尺度。对于局部矩的正则格点,在动量空间中定义了广义RKKY相互作用。我们认为它的动量在顺磁和自旋密度波(SDW)阶段的依赖性,讨论其可能的磁序类型的影响,并比较它从更现实的紧束缚型费米表面模型得到的结果。我们的发现可以为研究4f-铁基超导体的磁有序性提供重要线索。
2013-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Andreev spectra and subgap bound states in multiband superconductors
Andreev电导理论是为正常金属(N)和多带超导体(S)的结而建立的,并应用于具有无节点扩展$s_{\pm}$波序参量对称性的超导体的情况,正如最近发现的铁磷族化合物中可能实现的那样。我们发现隧穿到s波或d波超导体,可能有助于识别这样的状态的质的差异。首先,带间干扰导致Andreev反射的抑制在一个高度透明的N/S接口的情况下,并在隧穿制度的电流赤字。第二,表面束缚态可能出现,在零和非零能量。这些效应在没有带间符号反转的多带超导体中不会发生,尽管干涉仍然可以强烈地修改电导谱。
2009-08-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Valley density-wave and multiband superconductivity in Fe-pnictides
铁基超导体的关键特征是准二维多带费米面。通过把这个问题与负U哈伯德模型及其超导基态联系起来,我们证明了这种费米面的定义不稳定性是谷密度波(VDW),即在连接电子谷和空穴谷的波矢处的自旋/电荷密度波。当谷参数因掺杂或压力而改变时,虚拟超导体经历“塞曼分裂”,最终进入非均匀的“Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinikov”(FFLO)状态,这是一种巡回的且通常不相称的真实世界的VDW,其特征在于来自费米表面的未被覆盖的残余物的金属导电性。当“Zeeman分裂”超过“Chandrasekhar-Clogston”极限时,“FFLO”状态消失,VDW不稳定。在这一点附近,VDW涨落和带间对排斥是Fe-磷属元素化物高温超导的重要组成部分。
2009-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Multiband Superconductivity in Iron Pnictides
铁磷族化合物中非常规超导性的确切性质目前是一个激烈争论的问题。在这里,使用的见解,从正常状态的电子结构和对称性的论点,我们展示了如何从坏的金属“正常”状态出现一个非常规的SC。短程,多带的自旋和电荷相关性产生无节点SC的主动平面$d_{xz,yz}$带,和带间邻近效应诱导出平面外的间隙节点的被动$d_{3z^{2}-r^{2}}$带。虽然非常好的定量协议与各种关键的观察,在SC状态和和解与NMR和穿透深度数据在同一张照片是特别有吸引力的功能,我们的建议,确定的证据将是一个实验确认的c轴节点在未来的工作。
2009-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phenomenology of the chiral $d$-wave state in the hexagonal pnictide superconductor SrPtAs
本文讨论了六方磷属元素化物超导体SrPtAs的多带结构对对称性。从μ子自旋弛豫实验观察到的自发磁化强度,我们预测了具有时间反转对称性破缺的拓扑手征$d$波态。本文指出,最近关于核-自旋-晶格弛豫速率$T_1^{-1}$和超流密度$n_s(T)$的实验报道,表面上支持传统的$s$波配对,但实际上也与手征$d$波态相一致。带隙和多带结构的兼容性在这一论点中至关重要。我们提出,体准粒子态密度的测量将有助于区分两个对态。
2020-02-06 cond-mat.supr-con
Multiband effects on the upper critical field angular dependence of 122-family iron pnictide superconductors
在高质量的Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)$_2$ As $_2$($x=0.065$)单晶中,在高达9 T的磁场中,并且相对于晶体$c$轴具有不同的取向$θ$,进行面内电阻率的详细测量。在超导临界温度$T_c$以上观察到一个显著的$ρ(T)_{H,θ}$圆化,这是由于超导涨落产生的库珀对。这些数据进行了分析,在推广的Aslamazov-拉金的方法,扩展其适用性高还原温度和磁场。这种方法使我们能够进行一个标准独立的确定的角度依赖的上临界场,$H_{c2}(θ)$。尽管该化合物的各向异性相对较小,但发现$H_{c2}(θ)$呈现出与单带3D各向异性Ginzburg-Landau(3D-aGL)方法的显著偏差,特别是对于大的$θ$(通常高于$\sim60^o$)。这些结果被解释在这些材料的多波段性质,与其他类似的$H_{c2}(θ)$异常的建议。我们的研究结果也是一致的有效各向异性因子几乎温度无关的$T_c$附近,一个结果,从使用单带模型获得的不同。
2021-06-02 cond-mat.supr-con
Point contact Andreev reflection spectroscopy of superconducting energy gaps in 122-type family of iron pnictides
本文简要介绍了122型铁磷属化合物的超导能隙研究。看来,在空穴掺杂的Ba_(1-x)K_xFe_2As_2中的情况得到了很好的解决。大多数的测量,包括这里提出的点接触Andreev反射光谱同意在这个多频带系统的激发光谱中存在多个无节点的间隙。带隙基本上有两种尺寸-强度达到BCS弱耦合极限的小带隙和具有2Delta/kTc ~ 6 - 8的非常强的耦合的大带隙。在电子掺杂的Ba(Fe_(1-x)Cox)_2As_2中,包括我们的点接触测量在内的大多数实验在相当宽的光谱中只显示出具有强耦合强度的单个能隙。在该系统上进行的高精度ARPES测量发现了两个相互接近的能隙,它们都表现出强耦合,分别为2Delta/kTc ~ 5和6。
2009-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Point-contact Andreev-reflection spectroscopy in Fe(Te,Se) films: multiband superconductivity and electron-boson coupling
本文报道了用点接触Andreev反射谱(PCARS)研究Fe(Te $_{1-x}$ Se $_{x}$)薄膜(Se含量:x=0.3,0.4,0.5)的超导序参量。的PCARS光谱显示可重复的证据,多个结构,即两个明确的电导最大值相关的超导能隙的振幅$Δ_E \simeq 2.75 k_B T_c$和额外的肩膀在更高的能量,如我们所示,是强相互作用的电荷载流子与玻色子模式,其特征能量与自旋共振能量相一致的签名。一些PCARS能谱在低能时的细节表明存在一个较小的、不易辨别的振幅间隙$Δ_H \simeq 1.75 k_B T_c$。用PCARS方法测量了Fe(Te $_{1-x}$ Se $_{x}$)单晶中的能隙,证实了能隙的存在及其幅度。两个间隙的值$Δ_E$和$Δ_H$,一旦绘制为局部临界温度$T_c^A$的函数,原来是在完美的协议与文献中报道的各种实验技术所获得的结果。
2014-12-15 cond-mat.supr-con
Two energy scales in the magnetic resonance spectrum of electron and hole doped pnictide superconductors
我们认为,一个多带超导体的符号变化的差距可能有多个自旋共振。利用五带紧束缚模型或角分辨光电子能谱(ARPES)、费米面(FS)和超导能隙(SC)的实验值,计算了磷属元素化物超导体的RPA自旋共振谱。由于$s^{\pm}-$配对中的多带和多能隙效应,共振谱在能量和动量上都发生了分裂;由于$α-$ FS与$γ/δ-$ FS口袋之间的散射,共振谱在相称动量附近出现了较高的能量峰。第二个共振是从$β-$ FS到$γ/δ-$ FS散射的无公度的,并且其$q-$矢量是掺杂依赖的,因此取决于FS拓扑。两个共振$ω^{1,2}_{res}$的能量都是强烈的掺杂依赖性的,并且与贡献FS处的间隙幅度成比例。我们还讨论了各种其他可能的间隙对称性,这可能是相关的,当两个电子口袋或两个空穴口袋完全消失的自旋激发光谱的演变。
2011-03-29 cond-mat.supr-con
Shot Noise as a probe for the pairing symmetry of Iron pnictide superconductors
铁磷属元素研究中的一个突出问题是其对对称性的明确检测。最可能的候选者是双波段s $++$和符号反转的s $\pm$波配对。本文用Andreev电导和散粒噪声作为铁磷属元素化物超导体对对称性的探针。对于这两种情况,在隧穿极限中的零偏微分电导和散粒噪声两者中出现明显的差异,从而使得能够有效区分两者。
2020-11-13 cond-mat.supr-con
Theory for Superconductivity in Iron Pnictides at Large Coulomb U Limit
用双轨道哈伯德模型在大U极限下研究了铁磷属元素化物的超导电性。库仑排斥在载流子之间诱导了轨道依赖的配对。发现配对主要来自同一费米口袋内的散射。袋间对散射决定了超导电性的对称性,在小的Hund耦合下为扩展的s波,在大的Hund耦合和大的U时为d波。前者与最近的ARPES和Andreev反射光谱仪的实验结果一致。
2008-12-18 cond-mat.supr-con
Observation of Lattice and Andreev Bound States of Vortices in Ba0.6K0.4Fe2As2 Single Crystals with Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy
对于第二类超导体,当外加磁场大于下临界值Hc 1时,磁通量将穿透超导体并形成量子化的涡旋,这些涡旋通常排列在Abrikosov晶格中。对于新发现的铁磷属元素化物超导体,先前的测量表明,在电子掺杂的BaFe 2As 2中,涡旋形成高度无序的结构。此外,涡核内的态密度(DOS)不表现出传统超导体中的Andreev束缚态。本文报道了用低温扫描隧道显微镜(STM)观察到的空穴掺杂BaFe_2As_2中的三角涡旋晶格和Andreev束缚态。对涡旋核的详细研究表明,涡旋核内Andreev束缚态的谱呈现出明显的空间演化:在涡旋核中心,在费米能级以下0.5mV处出现单峰;远离涡旋核中心,逐渐演化为两个次峰,并最终消失。电子掺杂和空穴掺杂的涡旋核之间的巨大差异是对铁磷属元素化物超导体的配对机制的误解。
2010-05-21 cond-mat.supr-con
Nodes vs. minima in the energy gap of iron-pnictides from field-induced anisotropy
本文发展了计算旋转磁场作用下具有各向异性带隙的多带超导体比热和热输运振荡的形式,并将其应用于铁磷属元素化合物。我们发现,这些振荡在低温和低温场下改变了符号,这强烈影响了基于实验的带隙结构的结论。我们发现,最近的比热振荡的测量表明,铁基超导体具有各向异性的间隙与深极小值或节点接近的线连接电子和空穴口袋。我们对导热系数的行为进行预测,这将有助于区分这些情况。
2010-10-29 cond-mat.supr-con
Point-contact spectroscopic studies on normal and superconducting AFe_2As_2-type iron-pnictide single crystals
本文用点接触Andreev反射谱(PCARS)研究了AFe_2As_2(A=Ba,Sr)族铁磷属元素化物单晶超导体(“Fe-122”)的能隙结构。观察到的点接触结电导曲线G(V)可分为两类:一个Andreev反射存在于(Ba_{0.6} K_{0.4})Fe_2As_2和Ba(Fe_{0.9} Co_{0.1})_2As_2,另一个具有V^{2/3}的背景电导,对于Sr_{0.6}、Na_{0.4}、Fe_2As_2和Sr(Fe_{0.9} Co_{0.1})_2As_2,普遍观察到甚至可达100 meV。在非超导母体化合物BaFe_2As_2上的点接触结中也观察到后者。磁序和超导序的介观相分离共存被认为是解释超导样品中不同的行为。对于Ba_{0.6} K_{0.4} Fe_2As_2,在新解理的c轴表面上的点接触经常观察到由于强烈倾斜背景的Andreev反射的双峰。如果通过背景基线标准化并通过Blonder-Tinkham-Klapwijk模型分析,数据显示带隙尺寸约为3.0-4.0 meV,2Δ_0/k_BT_c约为2.0-2.6,与LnFeAsO家族(“Fe-1111”)中报道的较小带隙尺寸一致。对于Ba(Fe_{0.9} Co_{0.1})_2As_2,G(V)曲线典型地显示零偏压电导峰。
2009-11-30 cond-mat.supr-con
Electron-phonon superconductivity and charge density wave instability in the layered titanium-based pnictide BaTi$_2$Sb$_2$O
第一性原理计算了BaTi $_2$ Sb $_2$ O的声子色散和电子-声子耦合。声子色散显示出弱的晶格不稳定性附近的区域角落,导致电荷密度波相位。电子-声子耦合的计算显示出很强的耦合,尤其是对面内Ti模。总耦合足够大,可以很容易地解释这种化合物的超导性。由于费米面与不同的轨道特征量不相连,该化合物可能具有多带超导性。
2013-02-15 cond-mat.supr-con
Multiband superconductivity and possible nodal gap in RbCr$_{3}$As$_{3}$ revealed by Andreev reflection and single-particle tunneling measurements
通过测量新发现的铬基准一维超导体RbCr $_{3}$ As $_{3}$的点接触Andreev反射(PCAR)谱,我们发现了两种超导成分的明显证据,即,一个具有约1.8meV的带隙值,另一个具有约5meV的带隙值。由于在PCAR测量中,电流注入可能在平行和垂直于[(Cr $_{3}$ As $_{3}$)$^{-}$ ] $_\infty$链的方向上都有分量,因此很自然地解释了在这种多带超导体中观察到的双分量特征。详细的分析表明,较大的间隙可能具有$s$波的性质。然后,我们进行了基于扫描隧道光谱仪的单粒子隧穿测量,使用针状样品作为尖端,在这种情况下,所测量的电流主要平行于[(Cr $_{3}$ As $_{3}$)$^{-}$ ] $_\infty$链。单粒子隧穿谱显示只有一个间隙功能的间隙值约为1.8毫电子伏。对单粒子隧穿谱的拟合表明,带隙应该具有大的各向异性或均匀的节点。我们认为,没有较大的差距可能与注入电流的方向。因此,我们的组合实验表明,一个间隙是节点或高度各向异性的多带超导。
2019-09-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana modes in multiband superconducting quantum wires
我们分析计算的Andreev束缚态的光谱在半无限的超导导线与任意数量的带交叉的化学势。假设金属丝的正常状态具有反酉对称性A(时间反演或其与晶体学点群运算的组合),其中A^2=-1或+1。这种对称性可能被超导序参量和/或边界散射破坏。我们提出了一个独立的模型证明的存在一个马约拉纳模式附近的电线与奇数带的结束。
2020-01-22 cond-mat.supr-con
Multiband Superconductivity in the time reversal symmetry broken superconductor Re6Zr
我们报告的点接触Andreev反射(PCAR)测量的非中心对称超导体Re 6 Zr的高品质单晶。我们观察到PCAR谱可以用两个各向同性的超导能隙来拟合,能隙的能量分别为Δ_1 ~ 0.79meV和Δ_2 ~ 0.22meV,这表明至少有两个对超导电性有贡献的能带。结合从μ子自旋弛豫测量中观察到的超导转变处的时间反演对称性破缺(Phys. Rev. Lett. 112,107002(2014)),我们的结果暗示了这种化合物中的非常规超导秩序:打破时间反演对称性的多带单重态或由带间配对主导的三重态。
2017-04-20 cond-mat.supr-con
Anisotropy of the superconducting fluctuations in multiband superconductors: the case of LiFeAs
在不同的磷属元素化物多带超导体家族中,LiFeAs可能是了解较少的一个。事实上,尽管在过去几年中对这种材料进行了大量的实验,但尚未就该系统中可能的配对机制达成共识。在这里,我们专注于超导体的前体效应可见的运输实验进行以上Tc。通过分析适用于这种材料的分层多带模型中的超导波动,我们认为,强的二维特征的Tc以上的次导电指向沿z方向的配对相互作用的显着调制。我们还讨论了特殊的单带和多带超导体之间的差异是什么关系到超导波动效应的各向异性高于和低于Tc。
2014-11-14 cond-mat.supr-con
Holographic model of the S^{+/-} multiband superconductor
我们构造了$S^\pm$多带超导体的全息模型。该系统是解释铁基超导体(如LaFeAsO,BFe 2As 2和其他磷属元素化物和砷化物)异常特征的候选系统。我们研究的框架,它允许形成的符号互换序参量。我们还计算了交流电导率,并研究了其与带间相互作用的关系。
2013-08-01 cond-mat.supr-con hep-th
Anisotropic London Penetration Depth and Superfluid Density in Single Crystals of Iron-based Pnictide Superconductors
在三个铁基磷属元素化物超导系统中测量了面内和面外磁穿透深度。这两个122个系统的所有研究样本都显示出稳健的幂律行为,$λ(T) T^n$,样本相关指数n=2-2.5,这表明非常规配对。这种情况可能通过$s_{\pm }$状态下的散射或由于超导能隙中的节点而发生。在Nd-1111系统中,稀土离子的磁性可能会使数据的解释变得模糊。磷属元素化物超导体的总体各向异性很小。1111系统的各向异性是122系统的两倍。我们的数据和分析表明,铁基磷属化合物是复杂的超导体,其中多带三维电子结构和强磁涨落起着重要作用。
2009-02-01 cond-mat.supr-con
Sub-kelvin Andreev reflection spectroscopy of superconducting gaps in FeSe
通过将温度降低到0.5K,对FeSe单晶进行了点接触Andreev反射研究。在双带模型的框架下分析了点接触Andreev反射谱。结果表明,FeSe中存在两个各向异性超导能隙,并得到了它们的类BCS温度依赖关系。确定了每个间隙的权重,并计算了各向异性参数。它示出,亚开尔文温度是必要的,以确定细节的超导能隙结构,特别是多频带材料时,Andreev反射光谱应用。
2019-10-07 cond-mat.supr-con
Weak-Coupling Theory for Multiband Superconductivity Induced by Jahn-Teller Phonons
在弱耦合极限下讨论了呼吸声子和Jahn-Teller声子耦合的双带系统的超导电性。使用标准的量子力学程序,声子介导的吸引力。通过对包含这种引力的模型的分析,得到了一个类似BCS的超导转变温度公式$T_{\rm c}$。当只考虑呼吸声子时,$T_{\rm c}$与单带模型的结果相同。另一方面,当Jahn-Teller声子是活跃的,$T_{\rm c}$显着增强的带间吸引力,即使在弱耦合的限制。本结果的实际材料,如铁pnictides的相关性进行了简要评论。
2010-03-27 cond-mat.supr-con
Anomalous density of states in multiband superconductors near Lifshitz transition
我们考虑一个多带金属深的主带和浅的次级带。在正常态下,当浅带底穿过费米能级时,系统经历了Lifshitz跃迁。在超导状态下,浅带中的库珀对是由深带中的库珀对引起的。结果,即使带底高于费米能级,浅带中的电子密度仍然是有限的。我们研究了系统中的态密度,并发现在Lifshitz过渡的两侧有质的不同的行为。在跃迁的一侧,态密度在等于诱导能隙的能量处发散,而在另一侧则消失。我们认为,这一物理图像描述了最近测量的铁pnictides和硒化物的浅带的间隙结构。
2014-10-08 cond-mat.supr-con
Andreev spectroscopy of Majorana states in topological superconductors with multipocket Fermi surfaces
本文研究了二维多带拓扑超导体的拓扑性质,当超导体是通过在另一种拓扑绝缘体中引入电子对而得到的。配对的类型,掺杂和费米表面拓扑结构起着至关重要的作用。考虑到Andreev反射问题,我们使用以前开发的量子波导理论的多轨道系统,并发现,当费米表面有几个口袋,这个理论检索正确的马约拉纳费米子状态的拓扑指数所预测的数量。通过改变能带结构参数,可以使正常相位的费米表面拓扑改变,由此马约拉纳模的数量也改变。我们计算的Andreev微分电导上的这种转变的效果。
2015-05-19 cond-mat.supr-con
Topological states of multiband superconductors with interband pairing
本文研究 D4h 对称两带超导体中带间配对对节点结构和边界态的影响,发现其可改变节点拓扑并导致零能态转变为螺旋边缘态。
2023-10-18 cond-mat.supr-con
Superconducting Order Parameters in overdoped BaFe$_{1.86}$Ni$_{0.14}$As$_2$ Revealed by Multiple Andreev Reflection Spectroscopy of Planar Break-Junctions
利用多次Andreev反射(MAR)谱研究了过掺杂磷属元素化物超导体BaFe $_{1.86}$ Ni $_{0.14}$ As $_2$(临界温度为$T_c \approx 12$ K)中超导体-正常金属-超导体(SnS)的半弹道接触和非相干输运.我们用特征比$2Δ_L^{\rm out}(0)/k_BT_c \approx 6$和$2Δ_L^{\rm in}(0)/k_BT_c \approx 4$直接确定了各向异性的大带隙,用$2Δ_S(0)/k_BT_c \approx 2$直接确定了几乎各向同性的小带隙,并确定了超导序参量的温度依赖性。在大间隙位置$2Δ_L$之上,观察到精细dI(V)/dV结构在$T_c$处完全消失,并且可能是由与玻色子模式的共振耦合引起的。
2021-11-24 cond-mat.supr-con
Polarization of spontaneous magnetic field and magnetic fluctuations in $s+is$ anisotropic multiband superconductors
我们发现,具有破缺时间反转对称性的多带超导体可以产生自发电流和磁场,以响应对常数的局部变化。以铁磷属元素化物超导体Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$为例,证明了点群对称$s+is$态和C $_4$对称破缺$s+id$态一般产生相同大小的自发磁场.在$s+is$态中,这些场主要在ab晶面中极化,而在$s+id$态中,它们的ab晶面和c轴分量具有相同的量级。对于时间反演对称性破缺相变临界点附近序参量涨落所产生的随机磁场也是如此。我们的研究结果可以作为一个直接测试的$s+is/s+id$二分法和额外的离散对称破缺相变的帮助下,μ子自旋弛豫实验。
2018-08-20 cond-mat.supr-con
Symmetry Protected and Topologically Protected Crossed Andreev Reflection
交叉Andreev反射(CAR)被用来研究拓扑超导体中Majorana准粒子的非定域性。我们建议在这里研究的CAR在多带一维(1D)拓扑超导体,可能会或可能不会有手征对称性,并显示如何CAR可以应用于识别Majorana模式在这样的系统。特别地,对于具有近似手征对称性的多带一维拓扑超导体,多个Majorana和低能Andreev束缚模都可以驱动近零偏置CAR,这被证明受到手征对称性的保护,并且对非磁无序散射是稳定的.对称保护CAR的出现使得从低能Andreev束缚态中识别出奇异的Majorana费米子变得困难。有趣的是,破坏手征对称性的磁无序可以完全消除低能Andreev束缚态的非定域性,而不影响Majorana模,导致拓扑保护的CAR,它完全由Marjorana模贡献.考虑了半导体纳米线和$s$波超导体顶部Fe链的实验相关系统。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transfer-matrix approach to multiband Josephson junctions
我们研究了多能带对约瑟夫森结特性的影响。特别是,我们专注于两个间隙超导体二硼化镁。我们提出了一种形式主义来描述隧道在两个MgB 2电极之间的点接触推广的传输矩阵方法到多个频带。提出了一个简单的模型,以确定作为电极的取向差角的函数的不同的能量带之间的有效跳跃幅度。计算了高、低透明结中不同取向的N-I-S和S-I-S接触的临界电流和电流-电压特性。我们发现,带间隧穿过程变得越来越重要,随着取向差角的增加。这反映在隧道极限以及多个Andreev反射中的差分隧道电导中的某些特征中。
2006-08-31 cond-mat.supr-con
Superconducting fluctuations in isovalently-substituted BaFe$_2$(As$_{1-x}$P$_x$)$_2$: Possible observation of multiband effects
通过测量超导转变附近的磁化强度和磁导率,探讨了等价取代铁磷属元素化物BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$(x=0.35)超导涨落效应的本质。在两个主要晶向上施加高达9 T的磁场,得到的结果与有限施加磁场的各向异性Ginzburg-Landau(GL)方法一致。该分析允许准确地确定平面外$ξ_c(0)$和平面内$ξ_{ab}(0)$ GL相干长度。显着差异之间的$ξ_c(0)$值导致的电传输和磁化数据。根据最近的理论方法,这些差异可以解释为这种材料的多波段性质。在转变温度附近的低场区域中的数据的分析还表明,相位波动,虽然可能在其他铁基超导体相关,可能在这种化合物中发挥可以忽略不计的作用。
2015-09-23 cond-mat.supr-con
Evidence of a universal and isotropic 2Δ/kBTC ratio in 122-type iron pnictide superconductors over a wide doping range
本文用点接触Andreev反射谱系统地研究了122型铁磷属元素化物超导体的掺杂和带隙结构的方向依赖性。的研究进行了单晶体的Ba 1-xKxFe 2As 2(x = 0.29,0.49,和0.77)和SrFe 1.74Co 0.26As2的Pb或Au的尖锐的尖端沿c轴或ab面方向压制。在高度透明的接触上获得的电导谱清楚地表明了一个强大的超导能隙的证据。归一化曲线可以用寿命展宽的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型很好地描述。所确定的间隙值与转变温度非常匹配,给出约3.1的2Δ/kBTC值。结果表明,存在一个普遍的耦合行为,在这类铁磷属元素化物在一个广泛的掺杂范围和独立的符号的掺杂。此外,在c轴结和ab平面结上获得的电导谱表明,在这些超导体中观察到的间隙是各向同性的。
2010-07-30 cond-mat.supr-con
Impurities in multiband superconductors
无序--破坏理想有序的杂质和缺陷--总是存在于固体中。它可以在多带超导体中产生有趣的,有时是意想不到的效果。特别是如果超导性是非常规的,因此具有不同于通常的s波对称性。本文以铁基磷族化合物和硫族化合物为例,利用$s_\pm$和$s_{++}$的序参量来研究非磁性和磁性杂质对超导态的影响。我们表明,无序导致$s_\pm$和$s_{++}$状态之间的转换,并检查这些转换可以产生的可观察到的效果。
2017-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure in one-Fe Brillouin zone of iron-pnictide superconductor CsFe$_2$As$_2$
铁磷族化合物超导体的多带性质是理解其有趣行为的关键之一。电子和磁性很大程度上依赖于费米能级附近不同电子和空穴口袋之间的多带相互作用。在基础水平上,虽然许多理论模型是建立在所谓的1-Fe布里渊区(BZ)的基础上,强调铁原子的基本正方形晶格,大多数电子结构测量解释在2-Fe BZ。1-Fe BZ在实际系统中是否有效仍是一个悬而未决的问题。本文用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了极空穴掺杂铁磷属元素化物超导体CsFe $_2$ As $_2$的电子能谱分布,发现电子能谱的分布遵循1-Fe BZ,并且新出现的能带结构具有与1-Fe BZ理论能带结构不同的性质.我们的分析表明,层间分离是FeAs层物理性质的一个重要调节因素,层间分离的增加可以降低Fe和As之间的耦合,并导致符合Fe正方晶格1-Fe对称性的电子结构的出现。我们的发现提出了强有力的约束的基础上构建的1-Fe BZ的理论模型。
2014-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
πstates in all-pnictide Josephson junctions
研究了由两带反号s波($s_{\pm}$)材料制成的$s_{\pm}/I/s_{\pm}$结中的约瑟夫森效应。我们推导出一个方程,提供绑定Andreev能量状态参数化的频带比$α$,一个参数占第二个频带的重量相对于第一个在界面上。对于选定的值的能带比和隧道势垒的振幅,我们预测的约瑟夫森电流的各种功能,其中可能的高温$π$结状态(双简并结基态)和$π\rightarrow 0$交叉与温度降低。
2013-01-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Andreev reflection and Yanson point-contact spectroscopy of a Zn single crystal
本文用Andreev反射谱(AR)和Yanson点接触谱(PCS)同时研究了Zn单晶的超导能隙和电子-声子相互作用。SC间隙值和EPI谱之间的相关性使我们能够建立SC间隙的各向异性。Zn的多带超导电性的证据是存在的,有两个相关的间隙为1:1.3。我们还发现,AR功能是更强大的对点接触质量比EPI的,可能是由于大的相干长度相比,典型的PC大小在Zn。即使对于接近弹道制度与强烈的EPI光谱的PC,从AR光谱评估的透射系数接近理论上预测的PC中的电流的扩散制度。了解这些现象将提供一个更可靠的基础,应用这两种类型的光谱研究更复杂的SC。
2013-11-19 cond-mat.supr-con
Electron-Phonon Properties of Pnictide Superconductors
本文用Migdal-Eliashberg理论和密度泛函微扰理论讨论了两种磷属元素化物超导体LaOFeAs和LaONiAs的正常态和超导态性质。对于纯LaOFeAs,用标准Migdal-Eliashberg理论计算的电子-声子耦合常数$λ=0.21$和声子平均频率$ω_{ln}=206 K$给出了最大值$T_c$为0.8 K.列入多波段效应增加Tc只有轻微。为了重现实验$T_c$,需要大5-6倍的耦合常数。我们的结果表明,标准的电子-声子耦合是不足以解释整个家庭的Fe-As基超导体的超导电性。同时,Ni-As基化合物中的电子-声子耦合较强,其正常态和超导态性质可以用Migdal-Eliashberg理论很好地描述。
2009-02-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiband strong-coupling superconductors with spontaneously broken time-reversal symmetry
本文基于强耦合 Eliashberg 理论分析三声子介导相互作用的三 Fermi 面超导系统,证明自发 TRSB 态存在,并借助自由能计算识别该态,为从第一性原理寻找候选材料提供途径。
2023-12-07 cond-mat.supr-con
Constrained weak-coupling superconductivity in multiband superconductors
研究多带超导体中带内和带间相互作用对超导序参量的影响,发现过强带间相互作用会导致序参量空间降维,须对序参量施加约束以确保热力学稳定性。
2023-07-24 cond-mat.supr-con
Linear magnetoconductivity in multiband spin-density-wave metals with nonideal nesting
在几个母体铁磷属化合物中,电阻率具有线性磁场依赖性的扩展范围。我们认为这种行为有一个简单而自然的解释。自旋密度波跃迁导致费米面重构,对应于嵌套点附近的电子谱的强烈修改。准粒子在磁场中的轨道运动过程中很难通过这些点,因为它们必须急剧转弯。当受嵌套点影响的费米面面积与磁场成比例增加时,这种机制导致线性磁阻。二次和线性政权之间的交叉发生在由SDW间隙和散射率设置的场尺度。
2013-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New approach to theory of tunneling spectroscopy in unconventional superconductors
本文在有效质量近似的基础上导出了正常金属/超导体(NS)界面上波函数的新边界条件。这些条件是基于紧束缚的方法,使人们能够制定复杂的非抛物线能谱的超导体的隧道谱的定量模型。该模型适用于超导体与非常规配对和多带电子结构。在单带非常规超导体的情况下,该模型提供了已知的电导公式(Phys. Rev. Lett. 74 3451 1995),但具有正常态电导的广义定义。基于新的边界条件,我们计算了正常的金属/超导pnictide结的电导不同取向的NS接口相对于pnictide的晶轴。该方法为多轨道超导体的定量隧道谱研究提供了基础。
2012-10-04 cond-mat.supr-con
Correlation effects in the iron pnictides
关于铁磷族元素的核心问题之一是它们的电子强相关的程度。在这里,我们解决这个问题,通过现象学的电荷传输和动力学,单电子激发光谱,磁有序和动力学。我们概述的证据表明,母体化合物,而金属,具有足够强的电子相互作用,产生初期莫特物理。换句话说,就电子关联的强度与动能相比而言,铁磷属元素化物更接近于位于巡回和本地化之间的边界处的中间耦合系统,例如V2O3或Se掺杂的NiS2,而不是简单的反铁磁金属如Cr。这种水平的电子相关性产生了一个新的小参数控制的理论分析,即分数的单电子光谱的重量,位于激发光谱的相干部分。利用这个展开参数,我们构造了有效的低能哈密顿量,并讨论了它对磁序和磁量子临界性的影响。最后,这种方法锐化了这种金属系统的磁阻挫的概念,并带来了载流子掺杂铁磷属化物的多带矩阵t-J1-J2模型。
2009-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Quadrupole Fluctuations and Collective Modes in Iron Pnictide Superconductors
铁pnictides的多频带性质引起了丰富的温度掺杂相图的竞争订单和过多的集体现象。在低掺杂下,四方晶系到正交晶系的结构转变紧随其后的是自旋密度波转变,两者都非常接近超导相。一个关键的问题是高$T_c$超导性的本质及其与轨道有序和磁性的关系。本文利用偏振分辨拉曼光谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_{x}$ As超导体。拉曼极化率显示在整个相图中的非对称电荷波动的临界增强,这是在温度$θ(\mbox{x})$下$d$波Pomeranchuk不稳定性的前体。的电荷波动解释在四极轨道间的激发,其中的电子和空穴费米面呼吸的相位。在$T_c$以下,临界涨落获得相干性,并经历一种变形,成为一种相干的、具有非凡强度的inap模式。
2016-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Waveguide Theory of the Josephson effect in Multiband Superconductors
我们制定了量子波导理论的约瑟夫森效应在多带超导体,特别强调铁基材料。通过推广散射问题的边界条件,我们首先确定Andreev能级谱,然后导出一个显式表达式的约瑟夫森电流,推广的单带情况下的公式。在推导结果中,我们提供了一个第二量子化场论允许评估的电流相位关系和约瑟夫森电流波动的多频带系统。我们提出了两种不同的序参量对称性,即$s_\pm$和$s_{++}$,这是相关的多频带系统的结果。结果表明,$s_\pm$对称性可以支持在$s_{++}$情形中不存在的$π$态.我们还认为,在$s_{++}$的情况下,约瑟夫森电流对相位波动一定的脆弱性。约瑟夫森临界电流的温度依赖性也进行了分析,我们发现,对于这两个序参量对称性,显着违反Ambegaokar-Baratoff关系。结果是相关的,鉴于可能的实验,旨在调查使用介观约瑟夫森结的多带超导体的序参量对称性。
2015-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerant spin fluctuations in iron-based superconductors
多带系统,拥有广泛的参数空间,允许探索各种竞争的基态。明亮的例子是铁基磷属元素化物和硫属元素化物,它们表现出金属相、超导相和各种磁性相。在这里,我只讨论许多有趣的话题之一,即金属多带系统中的自旋涨落。我展示了如何计算巡游自旋激发对电子性质的影响,并制定了自旋涨落诱导的超导理论。超导态是非常规的,因此系统表现出不寻常的自旋响应与自旋共振的功能。我讨论它的起源,后果,以及与实验观察的关系。特别强调了自旋-轨道耦合的作用。
2017-10-26 cond-mat.supr-con
Three-band superconductivity and the order parameter that breaks time-reversal symmetry
我们考虑一个多带超导模型,灵感来自铁pnictides,其中三个带连接通过排斥对散射项。一般来说,三个不同的超导状态出现在这样的模型。其中两个是直接概括的两个间隙序参量,而第三个对应于一个时间反演对称性破缺序参量,完全没有在两个带模型。对这种真正受抑状态的潜在观察将是排斥相互作用作为铁基高温超导性根源的特别生动的表现。我们构造了这个模型的相图,并讨论了它与铁磷属元素化物族高温超导体的关系。我们还研究了两带s'(或扩展s波)超导体与单带隙s波超导体之间的Josephson耦合情况,以及相应的相图。
2010-03-31 cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity in MgCNi3
多带超导体在常规声子机制下可以发展出非常规态,各带之间具有非平凡的序参量相位关系。我们建议,这样的状态可以解释最近的实验结果MgCNi3,这是暗示的s波配对对称性和非常规的超导性。我们表明,这样的状态产生Andreev束缚态,并自发电流,在表面和周围的杂质。我们还研究了不同序参量对称性状态之间可能的相变。
2002-08-19 cond-mat.supr-con
Field-induced nematic-like magnetic transition in an iron pnictide superconductor, Ca$_{10}$(Pt$_{3}$As$_{8}$)((Fe$_{1-x}$Pt$_{x}$)$_{2}$As$_{2}$)$_{5}$
本文报道了用磁矩、隧道二极管振荡器技术和输运测量方法对Tc为10 K的近最佳掺杂铁磷族化合物超导体Ca $_{10}$(Pt $_{3}$ As $_{8}$)((Fe $_{1-x}$ Pt $_{x}$)$_{2}$ As $_{2}$)$_{5}$(x=0.078(6))在高达55 T的强磁场下的研究.我们确定的超导相图,揭示了各向异性的不可逆性场的一个因素,近Tc和签名的多带超导。出乎意料的是,当磁场垂直于ab平面施加时,我们在22 T下发现了类似自旋翻转的磁矩异常,当温度降低到0.33 K时,这种异常变得更加明显。由于我们的超导样品位于相图的反铁磁区域之外,所观察到的场致转矩转变表明自旋翻转转变不是长程有序矩,而是向列型反铁磁波动。
2013-10-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-pressure effects on isotropic superconductivity in the iron-free layered pnictide superconductor BaPd2As2
虽然层状122砷化铁超导体是高度各向异性的,非常规的,并表现出几种形式的电子秩序,共存或竞争的超导性在其相图的不同区域,我们发现,在铁的结构中,端元BaPd 2As 2的超导特性是令人惊讶的常规。在这里,我们报告补充测量比热,磁化率,电阻率测量,Andreev光谱,同步辐射高压X射线衍射测量的理论计算BaPd 2As 2。它的超导性质是完全各向同性的临界场,这不依赖于所施加的磁场的方向证明。在高压作用下,Tc被线性抑制,这是典型的声子介导超导体的行为,具有一些压力诱导的电子态密度和电子-声子耦合参数的降低的附加效应。用金刚石对顶砧角色散衍射研究了层状BaPd_2As_2的结构变化。在12 GPa和24.2 GPa下,我们观察到压力引起的晶格畸变表现为不连续性,因此在Birch-Murnaghan状态方程的不连续性。体积模量在12 GPa以下为B 0 =40(6)GPa,在27.2 GPa以下为B 0 =142(3)GPa。
2018-05-20 cond-mat.supr-con